Industrial 4G LTE cho người mới bắt đầu

Thế giới đang dịch chuyển theo xu thế kết nối internet cho tất cả các thiết bị. Sẽ cần một khoảng thời gian để kết nối rộng rãi các thiết bị, ứng dụng và môi trường mạng.

4G LTE mang tới nhiều lợi thế, là một phương pháp dễ dàng để triển khai kết nối một số lượng lớn các thiết bị công nghiệp và cảm biến vào mạng Internet. Tuy nhiên, trong thực tế, người dùng có thể gặp các vấn đề với các giao thức công nghiệp, xử lý dữ liệu… Trong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ đưa ra các tình huống có thể xảy ra khi ứng dụng 4G LTE trong thực tế, và một số khuyến nghị cần thiết để người dùng có thể xử lý.

Hy vọng hướng dẫn này sẽ giúp bạn thành công với dự án của mình.

Đối với các nhà tích hợp hệ thống công nghiệp, nhà sản xuất phần mềm, OEM hoặc người dùng cuối, nhu cầu cần thiết là kết nối mạng cho các thiết bị và cảm biến. Với sự phát triển của Internet of Things trong công nghiệp, nhu cầu này đang mở rộng bao gồm kết nối Internet cho các dữ liệu từ các thiết bị để thu thập và sử dụng thông qua các dịch vụ kết nối đám mây.

Nhiều người đã nhìn thấy trước một tương lai mà gần như mọi thiết bị và thành phần của thiết bị được kết nối với Internet. Theo ước tính, vào năm 2020 sẽ có khoảng 16 tỷ thiết bị công nghiệp được kết nối. Thu thập dữ  liệu từ các thiết bị trong thời gian thực loại bỏ các trở ngại sau:

	Các thiết bị thường không được thiết kế để trao đổi dữ liệu và cần cải tạo hoặc thay thế hoàn toàn.
	Các thiết bị thường được lắp đặt tại các địa điểm và cơ sở vật chất bị hạn chế hoặc không sẵn có cơ sở hạ tầng thông tin liên lạc.
	Vị trí và cơ sở vật chất có một số hình thức kết nối không được trang bị để xử lý lượng lớn dữ liệu gia tăng.
	Chi phí cao khi phải gián đoạn hoạt động sản xuất, lắp đặt mới cáp tín hiệu hoặc thay thế thiết bị hiện có.

Khi nhà tích hợp và người dùng được đánh giá nhu cầu của họ đối với kết nối 4G LTE cho các thiết bị hiện trường, họ thường cố gắng thực hiện một hoặc nhiều hơn các mục tiêu sau:

• Tập hợp dữ liệu thời gian thực về hiệu suất và môi trường vận hành từ nhiều địa điểm trên một khu vực địa lý rộng
• Theo dõi và quản lý các thiết bị đã triển khai thiết bị cho khách hàng và chuẩn bị sẵn dữ liệu cho thiết bị
• Thiết lập các thông tin liên lạc nền IP tại các địa điểm phức tạp khi triển khai mạng hữu tuyến.

Trong nhiều trường hợp, các dạng truyền thông không dây khác nhau có thể được sử dụng để khắc phục một số hoặc toàn bộ các trở ngại này. Các mạng 4G LTE được cung cấp bởi Verizon, AT & T, T-Mobile, và nhà mạng khác được triển khai nhanh chóng, rộng rãi, và có khả năng hỗ trợ tốc độ truyền tải dữ liệu cao khi so sánh với Wi-Fi truyền thống.

Dễ hiểu khi các đơn vị vận hành thường chọn 4G LTE khi kết nối các thiết bị trên phạm vi lớn, đặc biệt là trong một số trường hợp nhất định.

Dưới đây là bảng so sánh một số công nghệ truyền thông có dây và không dây:

4G LTE đã được chứng minh là vô cùng quan trọng trong một số ngành công nghiệp, trong các tình huống mà các phương pháp kết nối khác sẽ khó khăn và tốn kém hơn.

Giám sát môi trường

Các cơ quan chính phủ, các nhà cung cấp năng lượng tái tạo, các khu công nghiệp nghiệp, các công ty an ninh có một nhu cầu ngày càng tăng về giám sát môi trường và các trạm quan sát có thể thu thập kết nối trực tiếp dư liệu video và cảm biến. Các trạm này có thể được trang bị các thiết bị như camera IP, cảm biến độ ẩm, đo mưa, và nhiều hơn nữa.

4G LTE trở thành một lựa chọn rất hấp dẫn bởi vì khả năng hỗ trợ băng thông cao,  truyền thông hai chiều, và dễ dàng triển khai tại nhiều địa điểm xa xôi mà không cần bổ xung cáp hay cơ sở hạ tầng mạng.

Cả các trạm giám sát hiện hữu và mới đều có thể thực hiện thu thập và truyễn dẫn dữ liệu tự động, nâng cao đáng kể chất lượng và tần suất thu thập dữ liệu trong khi giảm thiểu đáng kể công sức và nhân lực.

Truyền thông từ xa cho giao thông thông minh

Sự kết hợp một số yêu tố giúp 4G LTE trở thành một lựa chọn tuyệt vời cho truyền thông từ xa cho các ứng dụng liên quan đến giao thông.

• Gần như mọi khía cạnh trong lĩnh vực giao thông đều có nhu cầu đối với các thiết bị kết nối thông minh.
• Các xe buýt và phương tiện khác đường đang có xu hướng hướng kết nối và hoạt động tự động.
• Giám sát giao thông hiện tại và kiểm soát các thiết bị cần phải được nâng cấp lên kết nối Internet để thực hiện quản lý giao thông tập trung theo thời gian thực, và bản thân các thiết bị cũng cần phải được giám sát và quản lý.
• Gần như tất cả các thiết bị đang nằm trong khu vực đô thị  đều phủ sóng LTE 4G.
• Băng thông lớn là cần thiết để hỗ trợ yêu cầu giám sát video.

Giám sát điện mặt trời Các công ty hoạt động trong thị trường năng lượng mặt trời tham gia sản xuất điện từ năng lượng mặt trời cần phải theo dõi các thông số: sản lượng điện, điện năng tiêu thụ, nhiệt độ, tình trạng hệ thống,… Với 4G LTE, một nhà cung cấp hoặc kỹ sư có thể dễ dàng có thể thu thập dữ liệu mà không ảnh hưởng hoặc phụ thuộc vào đến kết nối Internet riêng hoặc mạng Wi-Fi tại hiện trường. Hơn nữa, phương pháp này dễ dàng triển khai tới một số lượng lớn các vị trí hiện trường với kết nối 4G LTE tại mỗi địa điểm.

Hệ thống giám sát nhà máy Các vận hành viên nhà máy nhận thấy khả năng trong các hệ thống giúp họ theo dõi và quản lý sử dụng thiết bị, tiêu thụ năng lượng, và đáp ứng nhu cầu. Phần mềm hỗ trợ các hệ thống được nhanh chóng triển khai trên nền tảng đám mây, và các nhà cung cấp của những giải pháp này cần có khả năng thu thập các dữ liệu cần thiết tại một nhà máy và đưa nó vào cơ sở dữ liệu đám mây của họ. 4G LTE giải quyết vấn đề này một cách dễ dàng, mà không ảnh hưởng hoặc làm gián đoạn mạng truyền thông được sử dụng cho các hoạt động của nhà máy.